Хвз велосипед рекорд - Все о велосипедах

Велосипед существует вот уже почти два века. За свою историю он претерпел немало изменений, начиная от конструктивных и заканчивая откровенными нелепицами.

Многим спортсменам удалось прославиться на весь мир с помощью искусной езды на велосипеде. Среди таких спортсменов Лэнс Армстронг, Альберто Контадор, Фабиан Канчеллара, Франческо Мозер и многие другие профессиональные шоссейные велогонщики.

Некоторые спортсмены умудряются достичь на велосипеде скорость, которая удивляет даже автомобилистов

Рекорд скорости на велодроме поставил именно Мозер. В 1984 году он смог за час езды по велодрому на шоссейном велоснаряде преодолеть расстояние в 51,151 километр. То есть его скорость равнялась 51,151 километра в час.

Однако мировой рекорд скорости на велосипеде намного выше этого показателя. Чтобы установить его, было несколько попыток.

Рекорд по прямой

Нельзя сравнивать скорость велосипеда, спускающегося с горы, и быстроту велоснаряда, движущегося по прямой. Поэтому в этих дисциплинах разные достижения и разные рекордсмены.

Первым мы опишем прямой рекорд скорости на велосипеде.

История

Как мы уже сказали, достичь максимальной скорости на велосипеде пытались разные люди. Каждый из них был какое-то время рекордсменом, пока его показатели не превосходил следующий рекорд.

Первым разогнаться на велосипеде решился Чарльз М. Мерфи. Это было в далёком 1899 году.

Велосипедист ехал между двух рельс, а перед ним катился один-единственный вагон с наблюдателями. Однако роль вагона заключалась не только в транспортировке зрителей. Он защищал гонщика от встречного потока воздуха.

Благодаря такой хитрости Мерфи смог разогнаться до 100,2 километра в час. На тот момент это была максимальная скорость, которую удавалось развить на велосипеде.

Вторым попытал удачу Альбер Марке. Это было в 1937 году, через 38 лет после рекорда Мерфи.

Марке на велосипеде следовал за автомобилем, к которому был прикреплён купол, так же как и вагон, защищавший велосипедиста от ветра.

В итоге Марке смог достичь скорости, равной 139 километрам в час.

Третьим велорекордсменом стал Альф Летурне. Он дал продержаться достижению Марке всего пять лет и установил своё уже в 1942 году.

Летурне ехал не за обычным, а за гоночным автомобилем. На его велоснаряде была установлена увеличенная каретка, которая, казалось, вот-вот зацепит землю.

Летурне смог разогнаться до 175 километров в час.

Современный абсолютный рекордсмен

Тот рекорд скорости, который держится до сих пор, смог поставить Фред Ромпельберг. Это произошло в 1995 году, когда Ромпельбергу было пятьдесят лет.

Ромпельберг также ехал за гоночным автомобилем с установленным противоветровым куполом.

В итоге гонщик смог разогнаться до 268 километров в час. Эта цифра до сих пор удивляет даже автомобилистов. Что уж говорить о любителях велосипедного спорта.

До настоящего времени побить это достижение никто не смог.

Прочие современные рекорды

Не все велосипедисты сочли честным то, что максимальная скорость на велосипеде была развита при помощи гигантского купола. Поэтому вычленяются ещё и те рекорды, для установления которых не использовалось таких массивных «вспомогателей».

Рекорд скорости при установке более миниатюрного обтекателя на велосипед поставил Себастьян Боуйер. Это произошло в 2013 году.

Боуйер смог разогнаться до 133,78 километра в час на дистанции 200 метров. Примечательно, что во время разгона велосипедист лежал на спине и крутил педали, которые были установлены спереди. Сам велоснаряд был «упакован» в лёгкий обтекатель. Его создали из углеродного волокна.

Такое интересное устройство, практически непохожее на обычный велосипед, спроектировали студенты. Над проектом сообща работали учащиеся Делфтского технического университета и Свободного университета Амстердама.

О рекорде на велодроме мы уже упоминали. Его поставил Франческо Мозер в 1984 году.

Мало кто знает, что для того, чтобы развить максимальную скорость на велосипеде, гонщик использовал кровяной допинг. Однако в то время такие вещества ещё не были запрещены.

Тур де Франс. Один из самых знаменитых велосипедных заездов во всём мире. В 2005 году на нём был установлен свой рекорд, автором которого стал всем известный велосипедист Лэнс Армстронг. На прямой поверхности он разогнался до 41,654 километра в час.

Стоит отметить, что максимальная скорость, развитая при спуске с горы на «Тур де Франс» зафиксирована не была. Однако известно, что спортсмены в этот момент разгоняются примерно до 90 километров в час.

О рекорде на горном велосипеде стоит рассказать отдельно

Рекорд на горе

Максимальную скорость на спуске с горы смог развить французский гонщик по имени Эрик Барон. Это произошло в 2000 году.

Для того чтобы разогнаться, спортсмен съезжал на горном велосипеде по идеально укатанной горнолыжной трассе.

Максимальная скорость, которую смог развить Барон, достигала 222 километров в час. Это меньше прямого рекорда, однако нужно отметить, что и воспользоваться помощью купола-обтекателя у Барона не было возможности.

Для развития такой скорости была использована другая хитрость — специально для этих целей сконструированный маунтинбайк и особая экипировка.

Снаряжение

Улучшенный маунтинбайк Барона обладал повышенными аэродинамическими показателями. Велосипед обладал двумя амортизаторами. Один из них был установлен на передней вилке, второй — на заднем колесе.

Сам велосипедист облачился в специальный костюм-скафандр, обладающий повышенной жёсткостью и хорошими аэродинамическими показателями.

Новая попытка

Вторая попытка Барона поставить рекорд скорости состоялась в 2002 году. Тогда спортсмен спускался по склону, покрытому гравием, а не снегом.

После того как велосипедист достиг скорости, равной 210,4 километра в час, раму велосипеда разорвало на две части от такой высокой нагрузки.

Сам рекордсмен после этого выжил, но попал в больницу. У него диагностировали сложный перелом бедра, вывих шейного отдела позвоночника и левого плеча. Кроме того, всё тело спортсмена было усеяно синяками, ссадинами и порезами.

Считается, что жизнь гонщику сохранили шлем и защитная экипировка. Без них при скорости в 210 километров в час он наверняка разбился бы.

Как мы видим, установка новых рекордов — дело небезопасное. Каждый из рекордсменов во время головокружительного разгона рисковал своим здоровьем.

За каждым рекордсменом во время разгона наблюдали врачи и спасатели, без которых процесс был бы неоправданно опасным.

Помните, что никакие рекорды не стоят вашего здоровья. Соблюдайте скоростные режимы, общие для всех участников движения.

Какие и когда были установлены рекорды скорости на сноубординге. Экипировка сноубордиста, предотвращающая от травмирования. Скоростной режим сноубординга.

Без допинга, без иностранных тренеров. Союз Советских Социалистических Республик славился именитыми спортсменами, которые завоевывали грандиозные награды и становились мировыми чемпионами.

27.02.2018 (НОВОСТИ). Морозная и безветренная погода помешала проведению финала Кубка России по сноукайтингу, проходившему в Тольятти с 20 по 25 февраля 2018.

Как улучшить советский велосипед (реставрация велосипедов)

Перед тем как начать апгрейдить советский велосипед необходимо выяснить подойдет ли его крепление под новые вилки, дисковые тормоза и остальные детали. Также следует знать, что если велосипед оснащен трещоткой и стальной рамой, то кассету на него установить не получится. А вот если все его параметры подходят под новые детали, то приложив максимум усилий можно сделать хороший тюнинг советского велосипеда и сконструировать современную модную модель.

Реставрация старого велосипеда или покупка нового

Целесообразность реставрации зависит от предполагаемых сфер применения. Если в прерогативе катание по пересеченным местностям, надежность и комфортность езды, скоростное передвижение и бездорожье, то лучше вложиться в новый транспорт.

А вот любителям старины можно сделать тюнинг ХВЗ, с учетом того что катание будет производиться только в городских условиях и по асфальтированным дорожкам.

Поверхностные отделки

Внешняя оболочка велосипеда является одной из важных составляющих апгрейда: устанавливаются новые шины, перекрашивается рама, добавляются аксессуары.

Для покраски необходимо вначале полностью разобрать велосипед и снять раму. После этого приступить к самому окрашиванию:

Растворителем удалить старый слой краски;
Зачистить ржавчину;
Обезжирить поверхность;
Перегрунтовать;
Полностью просушить;
Покрасить несколькими слоями из пульверизатора;
Высушить.

Детали рамы и вилки окрашивается отдельно, отличительные знаки наносятся трафаретом или наклеиваются.

Также отдельно подготавливаются и прокрашиваются ободья колеса. Чтобы предотвратить попадание краски на втулку и спицы их следует обмотать полиэтиленом.

Аксессуары для тюнинга:

Мягкие ручки на руль;
Установка зеркал заднего вида; и задние фонарики;
Спидометры и велосипедные компьютеры; навесная;
Подкрылки, локеры и брызговик;
Держатель для фляги;
Велосипедные подножки.

Световой тюнинг актуален при катании вечером и ночью:

В качестве прокачки устанавливаются светящиеся элементы на ниппель. Детали имеют несколько режимов свечения, что обеспечивает постоянное обновление отражающихся лучей;
Светодиод на колеса и рамы;
Аниматоры на спицы колеса, такие вставки начинают мигать при кручении педалей.

Техническая модернизация

Для апгрейда советского велосипеда необходимо установить современные:

Каретки, шатуны, педали;
Переднюю вилку и руль;
Новые покрышки и диски;
Тормозную трансмиссию; ;
Шифтер, переключатель скоростей.

Установка шифтера

Шифтер (каретка) представляет собой главный узел в системе передач. Идентичные советскому стандарту модели не выпускаются, поэтому подбирается картриджная деталь.

Для установки каретки следует:

Модифицировать резьбу или поставить переходник;
Собрать и установить шифтер;
Поставить шатуны и педали для трехзвездочной системы.

Установка вилки

Переборка старой вилки включает в себя замену или очистку и смазывание всех внутренних деталей, после этого она устанавливается обратно.

Руль менять не обязательно, даже проржавевший можно хорошо отчистить и покрасить, но при желании подбирается новый руль с учетом предполагаемого типа езды.

После замены первоначальных элементов обновляется тормозная система: самый оптимальный вариант – v-brake, для его установки потребуется сварочный аппарат: на вилку необходимо наварить специальные насадки.

Не обязательно зачищать старую вилку – можно купить новую жесткую вилку среднего класса. Замена вилки позволит безбоязненно кататься по сложным участкам дорог.

Замена трансмиссии

Плохое переключение передач может значительно ухудшить езду на велосипеде. Для повышения качества езды следует грамотно настроить трансмиссионную систему. Если предполагается покупка трансмиссии, то следует акцентировать на задний переключатель, он должен быть хорошего качества. Часто четкость переключения зависит от шифтеров (манеток) поэтому следует также внимательно подходить к выбору манетки, обращая внимание на технические характеристики, а не низкие цены.

Переключатель на передней стороне велосипеда, как правило, требует меньше усилий, одноразовая настройка системы позволит долгое время беспрепятственно работать.

Целиком замена системы осуществляется только по желанию, если нет цели облегчить вес велосипеда, то ее можно оставить.

Замена колес

Выбирать колеса лучше с двойным ободом, так как они характеризуются длительным сроком эксплуатации. В идеальном варианте устанавливаются 28 дюймовые колёса с двойным ободом. Некоторые советские велосипеды сразу оснащаются колесами с тормозной втулкой. Если нет посадочных мест, то колеса устанавливаются на предварительно наваренные места посадки.

Если советский велосипед был скоростным, например: Старт Шоссе, то тюнинг необходимо производить с заменой переключателя и манетки. Самостоятельная замена системы не представляет труда, главное выбрать подходящие детали. На советские велосипеды легче устанавливаются трещотки, но на такие модели как Старт-Шоссе и Турист можно подобрать кассеты.

Замена шин

Резина должна соответствовать катанию, поэтому при езде по болотистым местам, лесам и грунтовым дорогам желательно приобрести шипованные покрышки. Хорошие покрышки стоят немалых денег, но это полностью оправдывается последующим комфортным катанием по бездорожью.

Педали

Для комфортной езды лучше приобрести контактные педали, самый практичный вариант продается под маркой Shimano V540. Эта марка будет особенно актуальна, если вес велосипедиста не достигает 80 кг. Педали Шимано имеют отличный внешний вид, жесткость крепления, легкость сцепления и не зависят от степени загрязнения трассы и шипов.

Популярный велосипед Турист с тюнингом может обойтись как в крупную, так и в незначительную сумму, все зависит от мастерства и фантазии велосипедиста, а также от технических характеристик первоначальной модели. Основные детали для апгрейда — это амортизация, тормоз, покрышки и трансмиссия, все остальное меняется по желанию, и особых изменений в комфортности езды не приносят.

Большие звезды на педалях, лучше больше

Многие стараются крутить на больших звездах системы. Я тоже пришел к правилу: «Если можешь крутить большую звезду, значит так и нужно». Но насколько это обоснованно? Надо сказать, что в развитии велосипедной трансмиссии прослеживается тенденция уменьшения количества звезд на педалях. Несколько лет назад нормой было три, теперь две, иногда одна. Уменьшается и суммарный диапазон больших звезд. Например, на бюджетном байке раньше ставили систему (звезды спереди) 42/32/22Т с кассетой (звездочки сзади) 11-32Т, теперь на велосипеде такого же класса система 38/24Т с кассетой 11-36Т. Увеличение малой звезды спереди вполне компенсируется увеличением большой звезды в кассете (была минимальная передача 22/32= 0.69, стала даже более тяговитая 24/36= 0.67). А вот уменьшение большой звезды спереди нельзя скомпенсировать звездочкам в кассете, поскольку звезд меньше 11 зубьев в кассетах, можно сказать, не бывает.

Может быть, очень уж большие звезды на педалях и не нужны?

Если задать вопрос Интернету, почему так, то первый ответ состоит в том, что очень уж большие звезды в системе и не нужны, поскольку необходимость проявляется только на таких расчетных максимальных скоростях, до которых конкретный байк и не разогнать. Например, при каденсе (кол-во оборотов педалей в минуту) 80, на байке с диаметром колес 27.5 дюймов максимальная передача 42/11 дает расчетную скорость 41 км/ч , а 38/11 — 37 км/ч, при том, что хорошая крейсерская скорость для байка составляет 30 км/ч. А на более низких передачах диапазона хватает. То есть, если ехать 28-29 км/ч при каденсе 80 то все равно, что на передаче 42/16 или 38/14. Поэтому большой звезды 42Т совсем не нужно, вполне достаточно 38Т или даже меньше, особенно если она всего одна 🙂

По моему опыту не могу с этим согласиться. На моем конкретном байке даже в лесу использую передачу 42/11 очень часто, на спусках. В общем, есть и другие случаи, помимо выхода на гипотетическую максимальную скорость на идеальном покрытии. Но главное, совсем не могу согласиться с тем, что все равно на какой звезде поддерживать скорость. На большой звезде спереди крутить лучше. То есть, если нужно, например, ехать в горку со скоростью 14-15 км/ч, то это можно делать на любой из трех передних звезд, соответствующие соотношения 42/24, 32/18, 22/12. И вот тут, на практике, очень заметно, что все эти передачи разные. А самая эффективная работа цепной передачи (по ощущениям) как раз на большой звезде, 42/24. На этой передаче намного выше «эластичность» — компенсация небольших изменений скорости в зависимости от внешних условий, вообще плавнее крутить и легче ускориться при необходимости. Понятно, что большая часть этих ощущений может быть просто в голове. Копание интернета показало, что не только у меня в голове. Народная велосипедная мудрость полна поговорок типа «big ring is king», «на малой звезде можно ехать очень быстро, но если перекинуть на большую и вломить, то поедешь быстрее» и т.п. Ни одной поговорки о том, что все звезды одинаковые, на глаза не попалось 🙂

В общем, нужно разобраться. Попытки такие в интернете были, видел радостное обсуждение со ссылкой на научную работу 1998 года, показывающую, что на больших звездах КПД велосипедной передачи на 0.6% больше. И это единственное подтверждение многочисленных наблюдений из практики. Не думаю, что я бы почувствовал эти 0.6%, поэтому результат исследования показывает, что если копать, то не там 🙂

Далее будет много нудных цифр и графиков, но в целом положительный результат есть, его даже можно пощупать в цифрах 🙂

1. Почему лучше не использовать малые звезды кассеты.

В этом разделе будет показано, что звезды 11, 12, 13 принципиально хуже остальных. Поэтому, если использование бОльшей звезды спереди позволяет не работать на звездах 11,12,13 сзади, это дает заметный результат.

Рис.1. Кассета с цепью на звезде 11Т

Цепные передачи сводятся к вращению многоугольников, чем больше зубьев, тем многоугольник ближе к окружности. На рис. 1 для наглядности красный цветом показан многоугольник, который образует цепь на звезде 11 зубьев. Шарниры цепи составляют вершины многоугольника. Заснят момент, когда рабочее звено цепи (то звено, за которое цепь вращает кассету) параллельно цепи. При повороте на «половину зуба», когда шарнир будет в желтой точке, цепь поднимется. При повороте еще на пол зуба, снова опустится, ситуация снова будет как на фото. Таким образом, при работе происходит биение цепи. Это особенность вращающихся многоугольников, с этим ничего не поделать 🙂 Чем больше звезда (по кол-ву зубьев), тем меньше амплитуда биения цепи. Кстати, в инженерных расчетах цепи не рекомендуют брать кол-во зубьев меньше 13. В велосипедах ситуация хуже, поскольку зубья «подпилены», чтобы цепь могла переходить со звезды на звезду. Для этого шарниру цепи нужно подняться всего на 0.4 мм. И нижний пропил в велосипедной звезде делают примерно на 0.4 мм глубже, чем может опуститься многоугольник цепи. В общем, амплитуду биения цепи нужно сравнивать с максимально возможным перемещением ролика цепи до схода с зубца. Если биение больше, то при работе передачи цепь может плохо цепляться за зубья. Вот график амплитуды биений с отмеченной такой границей.

Рис. 2. Амплитуда биений цепи на разных звездах кассеты

Видно, что на звездах кассеты 11, 12, 13Т зацепление не надежное. 14Т тоже лучше не использовать. Если зубья не подпилены (велосипеды с одной передачей), то можно нормально использовать и 11Т и даже меньше. Но в велосипедах со скоростями не так. Поэтому если бОльшая звезда спереди дает возможность при прочих равных сместиться хотя бы на одну звезду кассеты в диапазоне 11-14Т это даст заметное преимущество в мягкости зацепления шарниров цепи за зубья звезды.

2. Большие звезды и «вламывание» в горку.

Инженерные расчеты цепи дают зависимость силы натяжения рабочего участка цепи от диаметра звезды. Чем больше диаметр (т.е. кол-во зубьев), тем меньше натяжение. Поскольку из упомянутой выше статьи 1998 года особой разницы в выборе звезд нет, то значит натяжение рабочего участка цепи не приводит к изменениям КПД при равномерном вращении педалей. Но ведь человек не мотор, человек не вращает педали равномерно. Более того, по ощущениям преимущества в большой звезде спереди именно при мощном педалировании в гору. Это еще более заметно при «вламывании» в МТБ-шный «торчок», когда о каком-то установившемся вращении педалей говорить не приходится. То есть, нужно понять, как натяжение рабочего участка цепи связано с ускорениями — изменением скорости вращения. Самое близкое — это момент трогания с места, когда скорости почти нет, а ускорение есть. То есть, прикладываем силу к педалям, и смотрим когда сдвинется велосипед. Далее сравниваем полученное усилие на близких передачах, но полученных разным соотношением звезд. Соответствующих инженерных расчетов сил при запуске цепной передачи я не нашел. К счастью, такой эксперимент проще провести, чем углубляться в теорию.

Рис. 3. Измерения силы страгивания при частично заторможенном колесе

На рисунке измерение силы, приложенной к педали для прокручивания приторможенного заднего колеса. Цепь на звезде системы 50Т. Для страгивания колеса нужно приложить усилие 3.5 кг, когда цепь на звезде кассеты 28Т и, соответственно 9 кг, когда цепь на звезде кассеты 11Т. Проведена серия из трех измерений. Данные лучше представить в виде зависимости силы страгивания от передачи.

Рис. 4. Преобразованные данные с Рис. 3 с линейной аппроксимацией

Таким образом, для звезды 50Т получена линейная зависимость силы страгивания от передачи (отношения передних и задних звезд). Теперь нужно сравнить такие прямые для всех трех передних звезд и посмотреть разницу в силе страгивания на одинаковых передачах. Если на большой звезде «вламывать» проще, то прямая «50Т» будет ниже «39Т», а прямая «30Т» должна быть самой верхней.

Рис. 5. Усилие страгивания при различных передачах на всех звездах

Увы, чуда не произошло. Данные трех звезд показывают в сумме линейную, прямо-таки идеальную «коробку передач». Совершенно все равно, на каком соотношении звезд страгивать велосипед, или то же самое — «вламывать» в «торчок» на сверхнизком каденсе. Таким образом, при силовом педалировании большая звезда не дает преимуществ в передаче силы на колесо.

3. Большие звезды и рывки цепной передачи.

Так получилось, что как раз закончив измерения поставил на систему шоссейного велосипеда новую звезду 53Т вместо 50Т, поскольку в последнем бревете использовал на кассете слишком часто самые малые звезды. И поехали кататься по нашему стандартному маршруту этого сезона на 83 км. Чудес не ждал, но к ощущениям прислушивался. Педалировать все-таки явно легче. Но если дело не в усилиях, то в чем? Педалировать явно плавнее. Причем на средних звездах в кассете, т.е. независимо от рассмотрения биения цепи в первом разделе заметки. Цепная передача, так как построена на вращающихся многоугольниках, передает вращение рывками. Вот с этим и разберемся в этом разделе 🙂

Вернемся к Рис. 1. Цепь заснята в точке, когда сила с которой шарнир тянет зубец звездочки направлена не по касательной к окружности вращения. Поэтому раскручивающая звездочку сила меньше, чем сила, с которой цепь тянет за шарнир. А в желтой точке цепь совпадает с касательной к окружности, поэтому сила цепи полностью передается во вращение звездочки. Это и приводит к рывкам вращения звездочки и, следовательно, вращения колеса. Это и должно чувствоваться на педалях как «не плавность». Такие же рывки есть и на ведущих звездах.

Рис 6. Амплитуда рывков передачи усилий на разных звездах

Амплитуда рывков на звезде 11Т составляет 4% от силы, на звезде 30Т — 0.5%. Вряд ли можно прочувствовать ногами такое колебание на один зубец. Скорее будет ощущаться количество рывков, скажем, за один оборот педалей. То есть прокрутил оборот, получил количество рывков, как от ведущей звезды, так и от ведомой. Для простоты считаем, что инерции нет, поэтому чувствительность к рывкам максимальная, то есть рывки воспринимаются как неравномерность движения велосипеда. Первая прикидка сразу дает хороший график, который соответствует ощущениям.

Рис. 7. Сумма амплитуд рывков за один оборот педалей на разных передачах и разных ведущих звездах

Плавность передачи на бОльших передних звездах выше. То есть, там, где передачу можно выбрать разным сочетанием звезд, на малой звезде спереди ход будет самый «рваный». Иными словами, при одном обороте педалей при цепи на звезде системы 50Т мы можем ощутить ногами 50 небольших рывков от ведущей звезды и 50 рывков посильнее от ведомой звезды. Если то же соотношение выбрать при звезде спереди 39Т, то мы получим за оборот педалей 39 рывков от ведущей звезды, чуть больше, чем от 50Т и 39 рывков от задней звезды, меньшей, чем в прошлом случае, и рывки от нее будут значительно больше. Произведение количества рывков на их амплитуду во втором случае будет заметно выше, например для передачи 2.5 на 30% (значение Y на графике 1.0 против 0.75 ). Как вообще устроены эти рывки?

Рис. 8. Сила раскручивания ведомой звездочки в зависимости от поворота

Рассмотрим вращение на «один зубец» звездочки 11Т и для сравнения на такой же угол звездочки 28Т. Начнем из точки максимальной передачи тянущей силы цепи (желтая точка на рис. 1). Сила вращения равна тянущей силы цепи, множитель передачи = 1. Затем эта сила плавно уменьшается. Когда рабочее звено цепи на звездочке становится параллельно линии цепи (как на фото), происходит смена тянущего шарнира. Предыдущий шарнир отрывается от звездочки, начинает работать следующий. На графике этому углу поворота звездочки соответствует резкий излом изменения вращающего усилия. После этого происходит плавное нарастание силы вращения. Думаю, что рывки как раз ощущаются на этом изломе. Если сравнить графики для звезд 11Т и 28Т, то видно, что помимо бОльшей амплитуды рывка у звезды 11Т этот рывок еще и более «резкий». Если ввести в систему инерционность, как это имеет место на реальном велосипеде, то «изломы» графика несколько сгладятся. При этом небольшие изломы вообще «уйдут», а большие все равно останутся, то есть разница от резкости изломов будет еще больше. Поэтому в рассмотрение нужно еще ввести и степень «излома». Это все тоже хорошо считается и итоговая зависимость рывков на один оборот педалей от выбранной передачи получается еще более красивая (даже без учета инерционности, то есть только «голая» геометрия).

Рис. 9. Сумма рывков (с учетом амплитуд и резкости) за один оборот педалей на разных передачах и разных ведущих звездах

Видно, что, например для передачи 2.5 плавность передачи усилий от ног до колеса при большой звезде 50 или 53Т в два раза лучше, чем на 39Т, а 39Т почти в два раза лучше, чем 30Т. Более того, действительно заметна разница между 53Т и 50Т на средних звездах кассеты. Она составляет 10-15%.

Эффект рывков усилий, по всей видимости более заметен на низких оборотах, на высоких гораздо сильнее начнет работать инерционность всей всех крутящихся элементов, которая должна сглаживать рывки. То есть, как раз на силовом педалировании с низким каденсом.

Подводя итог трех разделов нужно сформулировать следующее.

1. Нужно избегать по возможности работы на малых звездах (11-13Т) кассеты, особенно на больших оборотах. Цепь будет молотить по зубьям вплоть до проскакиваний.

2. При трогании с места и в начале разгона совсем не важно, как именно выбрано передаточное число, на каких звездах. В этом случае предпочтение для лучшего разгона на малых звездах спереди или на больших, исключительно в голове.

3. При низких и средних скоростях лучше выбирать большую звезду спереди (и соответственно бОльшие звезды сзади). Это сказывается на плавности педалирования. Здесь еще нужно отметить часто упоминаемый перекос цепи, которого якобы нужно избегать. По моему опыту и по проведенным измерениям перекос цепи ни на что не влияет, поэтому если трансмиссия позволяет, то, доводя до абсурда, лучше крутить на большой звезде спереди и на большой звезде сзади. Более того, в заметке Велосипедная цепь и жидкий парафин рассмотрел, что велосипедная цепь принципиально отличается от «классической» тем, что добавлена «гибкость» на перекос за счет снижения ресурса. Ничего странного в этом на самом деле нет, поскольку гибкость к перекосу принципиально необходима для того, чтобы цепь переходила со звезды на звезду при переключении передач 🙂

4. При увеличении инерционности крутящихся элементов (например, более тяжелые колеса, или увеличения скорости вращения) зависимость от выбора ведущих звезд становится меньше.

Вадим Никитин

Принцип работы велосипедной трансмиссии

Если вы не знаете, сколько передач у вашего велосипеда, вы не в курсе, как правильно их иcпользвать и, сколько в действительности передач вам нужно, пожалуйста не волнуйтесь в этом плане — вы не одиноки. Поэтому, в нашем сегодняшнем, совсем не стандартном для автомобильного материала издании, мы постараемся простыми словами всем заинтересовавшимся читателям объяснить, как работает система переключения передач именно на велосипедах, какие полезные факты о ней желательно знать и почему эти велосипедные передачи в чем-то схожи с автомобильной трансмиссией. И так, давайте поближе познакомимся со всеми этими переключателями, звездочками, цепями, именно с их помощью вы приводите свой велосипед в движение. Конечно, если таковой у вас имеется.

Понимание основ работы велосипедных передач и того, как изменение размера звездочек на передней и задней кассете повлияет на ваше педалирование (по-простому — кручение педалей), поможет выбрать наиболее подходящее передаточное число для вашей физической подготовки и даст возможность адаптироваться вам под сложный участок трассы.

Если автомобиль появился у вас раньше чем велосипед, задача выбора двухколесного спортивного снаряда или транспортного средства для развлекательных прогулок, может оказаться не настолько простой, как это может показаться на первый взгляд. Цель эта на самом деле абсолютно нетривиальная.

Мало того, что при выборе велосипеда необходимо для начала определиться с направлением его использования, так называемым стилем катания, так как этих самых стилей в наши дни развелось так много, что можно просто запутаться. Их просто великое множество! Это может быть езда, как по шоссе на гоночном или полупрофессиональном байке, так и заезды по пересеченной местности на кросс-кантрийных велосипедах, а еще разнообразные экстремальные виды велосипедного спорта или простое использование прогулочных городских моделей, как для мужчин (мальчиков), так и для женщин (девочек) любых возрастов.

Для каждой из таких моделей и направлений использования вело-байка, будет применяться разнообразная по своему типу трансмиссия, т.е., от простейшей односкоростной (по такому же принципу действия, как когда-то была установлена на велосипеде «Урал» и на подобных ему простых «велостаричках») и до разнообразных мультискоростных версий цепных передач. Зачем нужны эти многозвездочные переключатели на байках, как они работают и какой из типов привода является лучшим? Давайте вместе с вами посмотрим.*

*Мы специально коснемся только лишь основы велосипедной трансмиссии. Именно, перефирии, вроде ременных передач, полных приводов, и таких вот видов трансмиссий, как мы упомянули выше. Вот как выглядит самая эффективная велосипедная трансмиссия в мире , затрагивать специально по ней тему мы сейчас не будем.

Велосипедные передачи: основы

Сколько скоростей на моем велосипеде?

Начнем изучение велосипедной трансмиссии с самых ее азов, а именно? С количества скоростей. Как определить или подсчитать, сколько скоростей на велосипеде? Эта задачка для первого класса школы велосипедистов. Количество скоростей на байке подсчитать очень легко, для этого достаточно просто умножить количество звездочек сзади, на их количество спереди. Таким образом, если у вас спереди стоит три звезды (некоторые велосипедисты называют этот элемент «чейнринг», суть от этого не меняется), а сзади установлена кассета на 10 звезд, то ваш велосипед обладает 30-ти скоростной трансмиссией. Другими словами мы скажем, что при движении можно использовать каждую из этих десяти задних звездочек в сочетании с каждой из трех передних звезд.

Данный простейший алгоритм подходит для подсчета любых многоскоростных велосипедных передач, например,- спереди 2 звезды, сзади 11, это значит, что у велосипеда 22 скорости, и так далее и т.п..

Зачем нужна многоскоростная трансмиссия на велосипеде?

А зачем вообще нужен такой большой набор звездочек? 30 передач,- не много ли? У легковых машин всего 10-ть и то случаются проблемы. Ответить на этот вопрос можно в двух словах, необходимость в том или ином количестве передач напрямую продиктована стилем самого катания и сферой их спортивного применения. Такой широкий спектр передач позволяет велосипедистам-спортсменам поддерживать удобную скорость педалирования (так называемый каденс – количество оборотов педалей в минуту, которое велосипедист совершает во время езды) независимо от уклона или рельефа местности, то, чего не может дать ни одна односкоростная цепная передача.

Высокая передача, называемая иногда велосипедистами «большой передачей», самая оптимальна при спуске или езде (передвижению) на высоких скоростях. Самая высокая или самая большая передача на велосипеде подбирается, путем совмещения самой большой по размерам передней звезды с самой компактной по количеству зубьев задней звездочкой. К примеру, она (передача) может выражаться соотношением- «53×11».

И также наоборот, сочетание наименьшего размера передней шестеренки с наибольшей по размеру задней звездочкой дает доступ к наименьшей из доступных передач, которая поможет вам не напрягаясь крутить педали даже на очень крутых подъемах.

Давайте сразу проясним такую вещь, а именно, что наличие большого количества передач явно не означает, что велосипед у вас от этого будет быстрее. Динамичнее – безусловно да, быстрее – никак нет! Велосипед с 30-ю или более передачами не является показателем самой машины, предназначеной для того, чтобы побивать рекорды скорости на суше и обходить по скорости велосипед у которого одна передача, и это при условии, что у этих байков используются идентичные передаточные коэффициенты.

Большое количество передач может помочь вам подняться и спуститься с горки, но быстрее от них вы не поедете

Речь здесь конкретно идет о самой эффективности и о наличии гораздо большего и широкого диапазона выбора передач для конкретной ситуации, с которой приходится бороться спортсмену-велосипедисту на трассе или на бездорожье. Точно так же, как и автомобили, велосипеды выигрывают здесь именно в динамике от старта на низкой передаче при разгоне, из положения покоя, или выигрывают при подъеме на крутой холм, при этом многоскоростная трансмиссия позволяет достигнуть максимально возможных скоростей без какого-либо чрезмерного высокого педалирования, поскольку, еще до набора максимальной скорости можно раз за разом переключаться на более высокую передачу.

Продолжая наше сопоставление велосипеда с автомобилем, можно сказать, что использование слишком низкой передачи на высокой скорости обычно приводит к высокому расходу топлива у последнего (автомобиля). То же самое касается и педалирования на велосипеде. Если слишком быстро будете крутить педали, то быстро выдохнетесь. Отсюда только один вывод, – чем больше шестеренок в трансмиссии, тем больше возможности найти нужную передачу под конкретную ситуацию, то есть скорость и каденс для комфортной и эффективной безопасной езды.

В более широком понимании все приводится к тому, что во времена господства 5-ти и 6-ти скоростных кассет диапазон из 12 — 25 зубьев на звездах обычно достигался путем, добавления значительного количества зубьев на каждую последующую заднюю шестеренку, что приводило к резкой смене нагрузок. В таких системах отсутствовала плавность переключения и непрерывность прогрессии. Современные 10-ти и 11-ти скоростные кассеты сегодня решают данную проблему. Поэтому ездить или перемещаться на них на много комфортнее и удобнее. А также, все эти современные системы на много медленнее изнашиваются.

Почему некоторые люди выбирают односкоростной велосипед (синглспид)?

Интересно, что в наш современный век, развития всевозможных технологий переключения передач для велосипеда (их примеры приведем ниже), некоторый тип людей предпочитает использовать только односкоростную трансмиссию, так называемые- «синглспиды». У этих байков исключительно всего одна передача, которая подобрана определенным соотношением звездочек – передней и задней. Правильный подбор соотношения зубьев позволяет достатчно резво стартовать и разгоняться до максимальной скорости в 30 — 34 км/ч.

Односкоростные велосипеды в основном популярны среди веломанов, живущих в равнинных местностях и передвигающихся на своих двухколесных железных конях только исключительно по городу, или занимающихся только экстремальными видами велоспорта, на так называемых «трюковых велосипедах».

Плюсов у такого односкоростного байка тоже не мало:

1. Дешевизна. -Действительно, собрать односкоростной велосипед значительно дешевле. Насколько? Все будет зависеть от уровня компонентов. Если взять действительно качественные, т.е. гоночные компоненты самого высокого уровня из линейки Shimano – XTR, то получится примерно следующее (подсчет стоимости компонентов многоскоростного велосипеда):

I. Система Shimano XTR на 11-ть скоростей в среднем будет стоить порядка 25 тыс. рублей.

II. Каретка высокого уровня (в нее входят подшипники, корпус с резьбой под посадку в раму) – около 3тыс. 500 рублей.

III. Звезда передняя (Shimano XTR) – 5 тыс. рублей.

IV. Цепь уровня XTR на 11-ть скоростей – 3 тыс. рублей.

V. Задний переключатель XTR от Shimano – 15 тыс. рублей (по скидкам), стоимость без них в велосезон может доходить до 22 тыс. рублей.

VI. А ведь еще нужна так называемая «манетка» — переключатель скоростей (около 6 тыс. 500 рублей), тросики, рубашки и конечно же задняя кассета, которая тоже стоит недешево – 5 тыс. рублей.

Итого, только на одну трансмиссию уйдет порядка 63 тыс. рублей! Да, на сегодняшний момент это расклад цен на действительно качественные компоненты (детали) гоночного уровня. Они будут прочными, легкими, отлично будут работать, ну и так далее. Но за эти же самые деньги можно купить целиком и трюковый велосипед с одной передачей, и на не менее качественных и на более прочных компонентах. Чувствуете разницу?

2. Надежность. -Знаете, чем подкупает многих автомат Калашникова? Нет, не угадали, не своей меткостью стрельбы на дальние дистанции. Он практически считается просто безотказным в любых сложных условиях своей эксплуатации. Тоже самое и с односкоростными велосипедами. Там просто нечему ломаться! Вспомните старые советские велосипеды, которые вы хотя бы раз, но наверняка видели в глубинке. Они служат своим хозяевам десятилетиями… Не зря экстремалы по всему миру для своих трюков всегда почти используют велосипеды «синглспид».

3. Ремонтопригодность. -Починить велосипед с одной передачей несложно. Да и запчасти на него недорогие. Чего не скажешь о «мультиспиде». Если даже взять приблизительно средний ценовой диапазон из приемлемых по надежности компонентов, такой например, как Shimano XT или SRAM X9, то все равно это получается недешево. За один задний переключатель одного из этих производителей вы отдадите примерно 6 тыс. рублей.

4. Гоночные амбиции. -Вы удивитесь, но даже сами гонщики иногда используют односкоростную трансмиссию. Делают они это для снижения веса самого велосипеда (все дополнительное навесное оборудование, каким бы легким оно не было, все же имеет вес) и для исключения риска проблем с переключением передач. В этом случае выбор правильного передаточного числа имеет решающее значение.

5. И наконец-то последнее, трековый велосипед изначально имеет всего только одну передачу. Это не преимущество — это просто факт.

В результате этого, с правильно подобранным соотношением велосипедист получает более ровное и более точное педалирование, без каких-либо затруднений в момент перескакивания цепи на большую или меньшую звездочку. А это значит, что педалирование в определенных режимах езды будет происходить более эффективнее.

Некоторые выигрывают, а некоторые проигрывают

Если вы никогда не интересовались велосипедной тематикой, то наверняка удивитесь следующему, что не смотря на такое большое наличие количества передач оказывается, не на каждой из них нужно и можно ездить.

Реальность этой мультиспид трансмиссии такова, что «перекрывание» некоторых диапазонов определенным сочетанием звездочек, практически неизбежно. Вот например, при наличии 33-х передач, такие комбинации звездочек как, 53×19 и 39×14 являются фактически передачами с одним и тем же соотношением. То есть, ускорение у них (у передач) будет идентичным, как и их максимальная скорость.

Кроме этого, нельзя использовать, по крайней мере постоянно, крайние ряды звездочек по диагонали. Например, крайнюю левую переднюю звезду и малую звездочку, т.е. крайнюю правую звездочку на кассете. Такой перекос будет создавать чрезмерное натяжение цепи, от этого повысится износ зубьев на звездах, возникнет перегрузка на пружину лапки заднего переключателя и дорогостоящая трансмиссия на вашем велосипеде будет усиленно изнашиваться.

Старый совет от бывалых, все еще актуален: — Избегайте «пересечения цепи». (См. левый рисунок, иллюстрирующий это,- так делать нельзя):

Также, еще один из советов, который поможет вам сохранить дорогостоящий компонент (сегмент) как можно дольше: – Не производите переключение передач по средине подъёма, это создает очень сильную нагрузку на саму трансмиссию, на переключатели и на цепь. Чтобы избежать этой проблемы перед началом уклона, переключайтесь на пониженную передачу заранее.

Как теперь видите, вы не получаете все эти 33 передачи в свое распоряжение и не всегда сможете их использовать. Назвать это маркетинговым ходом велопроизводителей, или еще каким-то обманом, наверно нельзя, просто подобный технологический изъян уже изначально лежит в самой схеме переключения передач велосипеда и от него теперь никуда не деться.

Тем более, что большое (общее) количество передач не является самоцелью, гораздо важнее другое, чтоб трансмиссия обладала непрерывной прогрессией в нагрузке, чего можно добиться только исключительно минимальным расхождением, между количеством зубцов звездочек на задней кассете.

Какие бывают типы передач?

В наши дни существует куча (много) вариантов вело трансмиссий, поэтому подобрать нужную для ваших вело-занятий не составит ни какого труда. Давайте пробежимся по основным типам трансмиссий.

Стандартная двойная

Две звезды спереди сопряжены с 11-ю звездочками сзади. Стандартная двойная схема обычно является предпочтительным выбором для велогонок, предполагая (предлагая) наибольшие звезды спереди, для поддержания высокой скорости движения.

Тройная схема

Получив три ведущие звезды, вы получаете возможность переключаться на малую переднюю звезду. При перекидывании цепи на большую заднюю звездочку вы тем самым получаете — велосипед-вездеход, который способен забираться на очень крутые подъемы.

Компактный

Компактный вариант трансмиссии первого типа. Здесь обе передние звезды уменьшены в размерах. Обычно внутренняя представлена 34-мя — 36-ю зубьями, соответственно внешняя — 48-ю — 50-ю зубцами. Очень популярная сегодня схема в основном для спортсменов-любителей, которая позволяет не снижать каденс даже на крутых подъемах.

Синглспид

Здесь все понятно. Две звезды и одна передача. Никаких переключателей и других «лишних» деталей.

Планетарная втулка

Сложный в техническом плане, тяжелый и непростой в обслуживании (впрочем, частой обслуги и не просит) недешевый элемент трансмиссии, больше всего похожий на вариаторную коробку на автомобилях. Переключение происходит без внешних «переклюков» и каких-то других вспомогательных механизмов. На данный момент на рынке существуют, — двух, четырех, семи, восьми, девяти и двенадцати-скоростные планетарные втулки от компаний, SRAM, Shimano и Sturmey-Archer. Есть даже 14-ти ступенчатые «планетарки» от компании Rohloff. Стоимость одной такой втулочки вас неприятно удивит – порядка 90 тыс. рублей.

Подходят скорее для прогулочных велосипедов, чем для велогонок.

Словарь велосипедных терминов

«Чейнринг» (передняя звезда): зубчатое кольцо спереди цепного привода, прикрепленное бонками (заклепками) или болтами к шатуну привода.

Кассета: группа звезд на задней части трансмиссии. Может содержать разное количество звездочек, в основном от 7 до 11, различных размеров (отличаются по диаметру и количеству зубьев). Надеваются на барабан задней втулки.

Блок звезд с трещоткой: еще один термин для блока задних звездочек. Он, на самом деле, относится к более старой технологии, в которой барабан с трещоткой стоят в кассете и, который, в свою очередь, накручивается на ось втулки.

Переключатели: передние и задние переключатели выполняют всю тяжелую работу по перемещению цепи от одной звездочки к другой.

Звездочка: относится к отдельной передаче в кассете/трещотке.

Коэффициент: описывает отношение между звездочками задней кассеты и передними звездами. Например, «53×12», или звездами на кассете (11-25).

«t»: сокращение от слова «teeth» — зубы (находятся на звездочке). Используется для обозначения количества зубов на звезде, например – ‘ 23t’.

Эффективное использование велосипедных передач поможет вам легко и безопасно подниматься в гору

Трансмиссия: термин, группирующий в единую систему все движущиеся части, объединяющие шатуны с задним колесом, а, следовательно, приводящаю в движение весь велосипед посредством передних звезд, цепи, кассеты и переключателя.

Каденс (педаляж): скорость вращения педалей за единицу времени, измеряемая количеством оборотов шатунов в минуту.

STI lever: сокращение от «Shimano Total Integration» — это термин, обозначающий дизайн Шимано, совмещающий тормоза и рычаги переключения для шоссейных велосипедов. Иногда термин применяют к переключателям /тормозным рычагам независимо от марки.

Ergo lever: Фирменное название компании Campagnolo, специализирующейся на производстве навесного оборудования для шоссейных велосипедов. Брендовая версия интегрированного переключения передач и тормозных рычагов.

DoubleTap lever: кусок пирога SRAM, с точки зрения технологии переключения — использует один и тот же рычаг для повышающих и понижающих передач.

Источники:

https://aktsport.ru/velosiped/rekordyi-skorosti-na-velosipede.html
https://velife.ru/remont-i-uxod/tyuning-sovetskogo-velosipeda-chto-zamenit-uluchshit-ili-kupit-novyj.html
http://diginfo.ru/ru/cycling_rus/bolshie-zvezdyi-na-pedalyah-luchshe-bolshe/
https://1gai.ru/publ/520943-princip-raboty-velosipednoy-transmissii.html